DE202013000867U1

DE202013000867U1 - Rohrvorrichtung

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Publication number: DE202013000867U1
Application number: DE201320000867
Authority: DE
Original assignee: BOA Balg und Kompensatoren Technologie GmbH
Current assignee: Boa Metal Solutions De GmbH
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2023-01-30

Abstract

Rohrvorrichtung (1.1) mit einem Balg (2), mit einem ersten und einem zweiten Anschlussende (2.1, 2.2), mit denen jeweils ein Rohr (3, 4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erstes Rohr (3) sich zumindest teilweise in den Balg (2) erstreckt und mit dem ersten Anschlussende (2.1) über ein erstes Anschlussrohr (5) verbunden ist, das das erste Anschlussende (2.1) des Balgs (2) axial nicht überragt, sich zumindest ebenfalls teilweise axial durch den Balg (2) erstreckt und das erste Rohr (3) radial umgibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrvorrichtung mit einem Balg, mit einem ersten und einem zweiten Anschlussende mit denen jeweils ein Rohr verbunden ist.
Es sind, insbesondere in der Automobiltechnik, Rohrvorrichtungen der vorgenannten Art bekannt, die als Entkopplungselemente (auch EKE) bezeichnet werden und den Motorblock mit der Abgasanlage oder -leitung durch den Balg des Entkopplungselements flexibel verbinden, so dass Schwingungen des Motors nicht auf die Abgasanlage übertragen werden. Weiterhin sind derartige Rohrvorrichtungen oder -verbindungen bei Turboladern zur Entkopplung derselben ebenfalls am Motor vorgesehen. In diesen Fällen, insbesondere im letzteren Fall, sind die Einbauverhältnisse beschränkt wegen an der gattungsgemäßen Rohrvorrichtung ein oder beidseitig vorgesehenen Anbauteilen oder gekrümmten Rohren der Rohrvorrichtung selbst.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Rohrvorrichtung zu schaffen, die eine geringere axiale Bauhöhe ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einer Rohrvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mindestens ein erstes Rohr sich zumindest teilweise in den Balg erstreckt und mit dem ersten Anschlussende über ein erstes Anschlussrohr verbunden ist, das das erste Anschlussende des Balgs axial nicht überragt, sich zumindest ebenfalls teilweise axial durch den Balg erstreckt und das erste Rohr radial umgibt.
Die Erfindung verzichtet auf den Balg axial ein- oder beidseitig überragende zusätzliche Anschlussrohrstücke und sieht zumindest an einem ersten Anschlussende lediglich ein (einziges) Anschlussrohr vor, das das genannte erste Anschlussende axial nicht überragt, sondern vielmehr zumindest axial teilweise in den Balg hineinragt, so dass der Anschluss des anzuschließenden ersten Rohres an das erste Anschlussende des Balgs – eben indirekt über das Anschlussrohr – innerhalb des Balgs selbst oder aber auch jenseits des Balgs auf der dem ersten Anschlussende entgegengesetzten Stirnseite des Balgs, also im Bereich des zweiten Anschlussendes des Balgs erfolgen kann. Dies bedingt in der Regel eine größere radiale Bauhöhe des Balgs und damit der Rohrvorrichtung wofür aber in der Regel auch hinreichend Platz besteht. Darüber hinaus gewährt die erfindungsgemäße Rohrvorrichtung den Vorteil, dass das mit dem ersten Anschlussrohr zumindest teilweise in den Balg hineinragende erste Rohr, das das eingangsseitige Rohr für das durchströmende Fluid ist, also von dessen Seite das Fluid herbeiströmt, innerhalb des Balgs (und des ersten Anschlussrohrs) gekrümmt ausgebildet sein kann. Weiterhin ist hierdurch der Vorteil verbunden, dass der Balg thermisch entlastet wird, da bei der genannten Anordnung und Strömungsrichtung Fluid im Zwischenraum zwischen dem ersten Anschlussrohr und dem Balg im Wesentlichen ”steht”, also dort stationär vorhanden ist und nicht strömt und daher abkühlen kann, während das heiße Fluid vom ersten Rohr unmittelbar in das zweite Rohr strömt.
Eine äußerst bevorzugte Ausgestaltung ist dabei durch ein mit dem zweiten Anschlussende des Balgs verbundenes an einer Radialebene des Balgs zum ersten Anschlussrohr symmetrisch ausgebildetes zweites Anschlussrohr zum Anschluss des zweiten Rohrs ausgebildet.
Bei einer solchen Ausgestaltung können erstes und zweites Rohr gekrümmt ausgebildet sein und sich teilweise in den Balg hineinerstrecken und sind zu einer Radialebene symmetrisch ausgebildete erste und zweite Anschlussrohre, die jeweils mit dem ersten und den zweiten Anschlussenden des Balgs verbunden sind.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Anschlussrohr sich mindestens über die gesamte Länge des Balgs durch diesen hindurcherstreckt, wobei insbesondere das erste Anschlussrohr sich vom ersten Anschlussende des Balgs durch diesen hindurch und das zweite Anschlussende des Balgs überragend erstreckt. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen sehen vor, dass das zweite Rohr über ein zweites Anschlussrohr mit dem zweiten Anschlussende des Balgs verbunden ist und/oder das zweite Rohr einen geringeren Durchmesser aufweist als er dem Innendurchmesser des Balgs entspricht und dass Anschlussenden des zweiten Anschlussrohrs für Balg des einerseits und ein zweites Rohr andererseits über eine Radialschulter des Anschlussrohrs miteinander verbunden sind.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:
1 die Einrichtung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (ähnlich der der 5) in die Verbindung zwischen Motor und Turbolader eines Kraftfahrzeugs;
2 die Einrichtung einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (entsprechend 6) in die Verbindung zwischen Motor und Turbolader eines Kraftfahrzeugs;
3 eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung mit zu einer Radialebene symmetrischen Ausgestaltung;
4 eine zweite Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem sich innerhalb des Balgs im Wesentlichen über dessen Länge erstreckenden Zwischenrohr;
5 eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung mit einem sich vom ersten Anschlussende des Balgs durch diesen axial über das zweite Anschlussende des Balgs hinauserstreckenden Anschlussrohr; und
6 eine vierte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit.
Die 1 und 2 zeigen die Einbindung von zwei verschiedenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Rohrvorrichtung 1.1 in die Gasverbindung zwischen dem Verbrennungsmotor 1.2 und einem Turbolader 1.3 eines Kraftfahrzeugs. An den einzelnen Zylindern eines Verbrennungsmotors 1.2 sind zum Auslass der bei der Verbrennung entstehenden Gase Abgaskrümmerzweige 1.4.1, 1.4.2 angeschlossen, von denen hier nur zwei dargestellt sind (bei einem Vierzylinder-Motor sind es vier Krümmerzweige), die an eine gemeinsame Abgasleitung 1.4.3 führen. Krümmerzeige 1.4.1, 1.4.2 und gemeinsame Abgasleitung 1.4.3 bilden einen Abgaskrümmer 1.4. Um insbesondere (Motor-)Schwingungen aufzunehmen und zu entkoppeln, aber auch um Wärmeausdehnungen auszugleichen, ist zwischen Abgaskrümmer 1.4 und Turbolader 1.3 ein flexibles Leitungselement mit einem Balg, eben eine Rohrvorrichtung 1.1, zwischengeordnet.
Die Einbauverhältnisse in diesem Bereich zwischen Motor 1.2 und Turbolader 1.3 sind, insbesondere in Strömungsrichtung der Abgase, beschränkt. Um dennoch eine flexible Rohrverbindung 1.1 vorsehen zu können, ist eine solche in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildet, wobei verschiedene konkrete Ausgestaltungen in den 3 bis 6 dargestellt sind und unter Bezug auf diese erläutert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1.1 weist einen Balg 2 mit einem ersten Anschlussende 2.1 und einem zweiten Anschlussende 2.2 sowie Balgwellen 2.3 zwischen diesen auf. Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1.1 ein erstes Rohr 3, das der Abgasleitung 1.4.3 der 1, 2 ähnlich ist und ein zweites Rohr 4 sowie mindestens ein (erstes) Anschlussrohr 5 auf, das das erste Rohr 3 mit dem ersten Anschlussende 2.1 des Balgs 2 verbindet.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen der 3 bis 5 sind die Anschlussenden 2.1, 2.2 des Balgs 2 als Zylindermantelabschnitte ausgebildet, die sich von den Balgwellen 3 axial entgegengesetzt fort erstrecken. Stattdessen könnte zumindest das erste Anschlussende 2.1 des Balgs auch als radialer Ringflächenbereich ausgebildet sein oder als sich axial erstreckender Zylindermantelabschnitt, der sich von der letzten Balgwelle mit (endlichem) Radialabstand zu dieser – also geringerem Durchmesser – in den Balg hineinerstreckt.
Das Zwischenrohr 5 ist gestuft ausgebildet und weist in der Ausgestaltung der 3 drei zylindermantelförmige Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern auf: Zunächst einen Mittel- oder Hauptabschnitt 5.1 mit einem Durchmesser, der um einen endlichen Wert geringer ist als der Innendurchmesser der Balgwellen 2.3, so dass zwischen dem Hauptabschnitt 5.1 und den Balgwellen 2.3 ein endlicher radialer Abstand gegeben ist. Weiterhin weist das Anschlussrohr 5 über eine radial nach außen gerichtete Schulter einen ersten Anschlussabschnitt 5.2 auf, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des ersten Anschlussendes 2.1 des Balgs 2 entspricht und mit diesem verbunden ist, insbesondere durch eine Schweißverbindung 2.1.1. Schließlich weist das Anschlussrohr 5 über eine radial nach innen gerichtete Schulter einen zweiten zylinderförmigen Anschlussabschnitt 5.3 auf, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser eines Anschlussendes des ersten Rohrs 3 entspricht und mit diesem verbunden ist, insbesondere über eine Schweißverbindung 2.1.1 (alle Schweißverbindungen sind gas- und flüssigkeitsdichte Schweißnähte).
Bei der Ausgestaltung der 1 erstreckt sich das Anschlussrohr 5 über weniger als die Hälfte der Länge des Balgs 2 axial in diesen hinein. Die Ausgestaltung der 1 weist verbunden mit dem zweiten Anschlussende 2.2 des Balgs 2 ein zweites Anschlussrohr 5a auf, das zu einer radialen Mittelebene des Balgs 2 spiegelsymmetrisch zu dem Anschlussrohr 5 ausgebildet ist, die gleichen Abschnitte wie dieses aufweist und in entsprechender Weise einerseits mit dem Anschlussende 2.2 des Balgs 2 in der eine Schweißverbindung 2.2.1 mit dem zweiten Rohr 4 verbunden ist (Ringschweißverbindung 4.1).
Demgegenüber handelt es sich bei den Ausgestaltungen der 4 und 5 um asymmetrisch ausgebildete Vorrichtungen, die aber in gleicher Weise die Teile 2 bis 5.3 aufweisen, wie sie vorstehend unter Bezug auf die 3 erläutert wurden. Bei der Ausgestaltung der 4 erstreckt sich das Zwischenrohr 5 vom ersten Anschlussende 2.1 des Balgs über dessen gesamte Länge durch diesen hindurch, wobei der Hauptabschnitt 5.2 wie bei der 3 einen endlich geringeren Durchmesser als die Balgwellen 2.3 hat und sich über die gesamte Axiallänge derselben durch diese erstreckt. Am zweiten Anschlussende 2.2 des Balgs 2 ist ein Winkelring 6 vorgesehen, über den der Balg 2 mit dem Rohr 4 verbunden ist. Während das Rohr 3, das das einlassseitige Rohr ist, einen wesentlich geringeren Durchmesser aufweist als der Hauptabschnitt 5.1 des Anschlussrohrs 5 und damit auch als der Innendurchmesser der Balgwellen 2.3 und daher innerhalb von Anschlussrohr 5 und Balg 2 gekrümmt verlaufen kann, wie dies (auch entsprechend 3 und 5) in 4 gezeigt ist, entspricht der Durchmesser des zweiten Rohres 4 nahezu dem Innendurchmesser des Balgs 2.
Bei der Ausgestaltung der 5 ist das zweite Rohr 4 über ein zweites Anschlussrohr 7 mit dem zweiten Anschlussende 2.2 des Balgs 2 verbunden, wobei das Anschlussrohr 7 mit zwei zylindermantelförmigen Abschnitten 7.1 und 7.2 unterschiedlichen Durchmessers ausgebildet ist, die über eine radiale Schulter 7.3 miteinander verbunden sind. Der unmittelbar mit dem zweiten Anschlussende 2.2 des Balgs 2 verbundene Abschnitt 7.1 des Anschlussrohrs 7 weist einen im Wesentlichen dem Anschlussende 2.2 des Balgs 2 entsprechenden Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser des zweiten zylindermantelförmigen Abschnitts 7.2 des Anschlussrohrs 7, der direkt mit dem angeschlossenen zweiten Rohr 4 verbunden (verschweißt) ist.
Weiterhin durchragt der Hauptabschnitt 5.1 des – ersten – Verbindungsrohrs 5, ähnlich wie bei der 4, den Balg vollständig, wohingegen der zweite zylindermantelförmige Anschlussabschnitt 5.3 verlängert ausgebildet ist und den Balg 2 auf der dem ersten Anschlussende 5.1 – mit dem das erste Anschlussrohr 5 verbunden ist – entgegengesetzten Seite, also auf der Seite des zweiten Anschlussendes 2.2, deutlich überragt und auch – hier – in das zweite Anschlussrohr 7 vollständig hindurchragt. In gleicher Weise erstreckt sich das erste Rohr nicht nur vollständig durch den Balg 2, sondern ebenfalls vollständig durch das zweite Anschlussrohr 7 und den zweiten Anschlussabschnitt 5.3 des Anschlussrohrs 5 und ist mit letzterem an den freien Stirnseiten 3.1, 5.3.1 des Rohrs 3 und des Anschlussabschnitts 5.3 durch eine Ringschweißnaht 4.1 verbunden. Auch hier kann das erste Rohr 3 aufgrund seines geringen Durchmessers wieder gekrümmt innerhalb des Balgs 2 verlaufen.
Die Kontur des ersten Anschlussrohrs 5 verläuft innerhalb des zweiten Anschlussrohrs 7 parallel zu diesem und mit einer zur Schulter 7.3 mit Abstand parallel verlaufenden Radialschulter 5.4 des ersten Anschlussrohrs 5.
Bei der Ausgestaltung der 6 der erfindungsgemäßen Rohrvorrichtung 1.1 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen wie vorstehend.
Die Anschlussenden 2.1, 2.2 des Balgs 2 sind hier radial nach außen gerichtet, also als Radialflansche ausgebildet, und demgemäß weisen sowohl das erste Anschlussrohr 5 als auch ein ähnlich der 5 vorgesehenes zweites Anschlussrohr 8 radial gerichtete Verbindungsflansche 5.5 bzw. 8.1 zur Verbindung der Anschlussenden 2.1, 2.2 des Balgs 2 mittels Schweißverbindungen 2.1.1, 2.1.2 auf, hier in der Form von Lippennahtverschweißungen.
Das erste Anschlussrohr 5 verjüngt sich von seiner Verbindung mit dem Balg 2 konisch bis zum Durchmesser des ersten Rohrs 3 (des Abgaskrümmers 1.4). Demgegenüber weist das zweite Anschlussrohr 8 ausgehend vom äußeren Radialflansch 8.1 zunächst einen in die erste Balgwelle des Balgs 2 gezogenen Zylinderabschnitt 8.2, hiervon ausgehend wiederum eine nach innen gerichtete Radialschulter 8.3 und von dieser ausgehend einen innerhalb des Zylinderabschnitts 8.2 liegenden Zylinderabschnitt mit – endlich – geringerem Durchmesser auf, der über eine Ringschweißnaht 4.1 mit dem zweiten – auslassseitigen – Rohr 4 (des Turboladers 1.3) verbunden ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird zum einen eine kurze Baulänge der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.1 erreicht, da das erste Anschlussende 5.1 den Balg 2 und damit diesen axial nicht überragt, sondern mit der freien Stirnseite des ersten Anschlussendes 2.1 des Balgs 2 fluchtend abschließt. Darüber hinaus erfolgt eine thermische Entlastung des Balgs 2 bei innerhalb der Rohrleitung fließendem heißen Fluid, da das Rohr 3 das eingangsseitige Rohr der Fluidströmung und das Rohr 4 das ausgangsseitige Rohr für die Fluidströmung ist, so dass in den Zwischenraum zwischen Anschlussrohr 5 (und gegebenenfalls Anschlussrohr 5a) und Balg 2 gelangendes Fluid dort im Wesentlichen ”steht”, also stationär verbleibt und damit abkühlen kann und daher nicht strömendes heißes Fluid mit dem Balg in unmittelbaren Kontakt steht.
Bezugszeichenliste

1.1: Rohrvorrichtung
1.2: Verbrennungsmotor
1.3: Turbolader
1.4: Abgaskrümmer
1.4.1, 1.4.2: Abgaskrümmerzweige
1.4.3: Abgasleitung
2: Balg
2.1: erstes Anschlussende
2.2: zweites Anschlussende
2.1.1, 2.1.2: Schweißverbindungen
2.3: Balgwellen
3: erstes Rohr
3.1: Stirnseite
4: zweites Rohr
4.1: Ringschweißnaht
5: (erstes) Anschlussrohr
5.1: Mittel- oder Hauptabschnitt
5.2: erster Anschlussabschnitt, erster Hauptabschnitt
5.3: zweiter Anschlussabschnitt
5.3.1: Stirnseite
5.4: Radialschulter
5a: zweites Anschlussrohr (3)
5.5, 8.1: Verbindungsflansche
6: Winkelring
7: zweites Anschlussrohr (5)
7.1, 7.2: zylindermantelförmiger Abschnitt
7.3: Schulter
8: (zweites) Anschlussrohr
8.1: äußerer Radialflansch
8.2: Zylinderabschnitt
8.3: Radialschulter
8.4: Zylinderabschnitt

Claims

Rohrvorrichtung (1.1) mit einem Balg (2), mit einem ersten und einem zweiten Anschlussende (2.1, 2.2), mit denen jeweils ein Rohr (3, 4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erstes Rohr (3) sich zumindest teilweise in den Balg (2) erstreckt und mit dem ersten Anschlussende (2.1) über ein erstes Anschlussrohr (5) verbunden ist, das das erste Anschlussende (2.1) des Balgs (2) axial nicht überragt, sich zumindest ebenfalls teilweise axial durch den Balg (2) erstreckt und das erste Rohr (3) radial umgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das erste Anschlussende (2.1) des Balgs als Zylindermantelabschnitt ausgebildet ist, an dessen Innenseite das erste Anschlussrohr (5) über einen ersten zylindermantelförmigen Anschlussabschnitt (5.2) verbunden ist und dass ein zylinderförmiger Hauptabschnitt (5.1) des ersten Anschlussrohrs (5) ein um einen endlichen Wert geringeren Durchmesser als die Balgwellen (2.3) des Balgs (2) hat.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlussrohr (5) vom Hauptabschnitt (5.1) ausgehend über eine radial nach innen gerichtete Schulter durch einen zweiten zylinderförmigen Anschlussabschnitt (5.3) mit dem ersten Rohr (3) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlussrohr (5) sich mindestens über die gesamte Länge des Balgs (2) durch diesen hindurcherstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlussrohr (5) sich vom ersten Anschlussende (2.1) des Balgs (2) durch diesen hindurch und das zweite Anschlussende (2.2) des Balgs (2) überragend erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rohr (4) über ein zweites Anschlussrohr (7) mit dem zweiten Anschlussende (2.2) des Balgs verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rohr (4) einen geringeren Durchmesser aufweist als er dem Innendurchmesser des Balgs (2) entspricht und dass Anschlussenden (7.1, 7.2; 8.1, 8.4) des zweiten Anschlussrohrs (7) für den Balg (2) einerseits und ein zweites Rohr (4) andererseits über eine Radialschulter (7.3; 8.3) des Anschlussrohrs (7; 8) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein mit dem zweiten Anschlussende (2.2) des Balgs (2) verbundenes an einer Radialebene des Balgs (2) zum ersten Anschlussrohr (5) symmetrisch ausgebildetes zweites Anschlussrohr (5a) zum Anschluss des zweiten Rohrs (4).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Balgende (2.1, 2.2) und der zugeordnete außen liegende Anschlussabschnitt (5.5, 8.1) eines Verbindungsrohrs (5, 8) als Radialflansche ausgebildet sind und über eine Lippennahtverschweißung miteinander verbunden sind.